基于荧光生物传感技术快速检测赭曲霉毒素的研究
文献综述
引言：近年来，真菌及其毒素与人类健康的关系已引起全世界的广泛关注。多起食品安全事件的发生使我国也日益重视食品污染、食品质量安全问题。粮食在田间、储藏和运输的过程中很容易被真菌毒素污染，人们食入被真菌毒素污染的食品后会对人们的身体健康产生极大的损害。真菌毒素主要包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮等。这项课题主要是针对赭曲霉毒素的研究。赭曲霉毒素是赭色曲霉属和几种青霉属真菌产生的一种毒素，包括A、B、C等7种结构类似的化合物，其中以赭曲霉毒素A的毒性最大，它对动物的肝肾危害最大，同时还具有致畸性、免疫抑制和致癌性。［1］因此，本课题通过基于荧光的生物传感技术对核酸适体和与核酸适体部分互补的DNA片段进行合理设计，并利用荧光探针对小麦中的真菌毒素进行快速检测，从而有效控制赭曲霉毒素对食品的污染，降低其对人体的危害。
关键词：赭曲霉毒素A；核酸适体；荧光探针；生物传感技术；快速检测
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介绍
- 真菌毒素
真菌毒素是真菌在适宜环境下产生的有毒代谢产物，它的特点是：数量庞大、分布广、危害大。目前已知有300多种不同的真菌毒素,对农业、畜牧业造成严重危害的真菌毒素主要有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、伏马毒素、展青霉素(棒曲霉素)、T–2 毒素等,它们均具有强毒性和高污染频率的特点。［2］据联合国粮食与农业组织(FAO)报告,全球每年约有25%的农作物受到不同程度的真菌毒素污染。［3］
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- 赭曲霉毒素
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赭曲霉毒素是青霉菌属和曲霉菌属的某些菌种产生的有毒代谢产物，这些产物均是异香豆素连结L-苯丙氨酸的衍生物。这些有毒代谢产物主要包括赭曲霉毒素A，赭曲霉毒素B，赭曲霉毒素C，赭曲霉毒素D，OTA的甲酯以及OTB的甲酯和乙酯等化合物。其中与人类健康关系最密切、毒性最大、污染水平最高、分布最广的是OTA。［4］它以污染粮食谷物、葡萄及葡萄酒、咖啡、啤酒等多种农作物和食品以及动物饲料为主，稳定且不易分解，对动物的肝肾危害最大，同时还具有致畸性、免疫抑制和致癌性，联合国癌症研究组织也将其列为CLASS2B类致癌物质。
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- 核酸适配体
核酸适配体是利用指数富集的配基系统进化技术，在体外筛选得到的单链DNA或RNA片段,它的特点是：含有高特异性的功能识别元件，能特异性地结合目标分子；绑定靶标分子时能利用不同的的空间结构和折叠模式，亲和性和特异性高；合成以及筛选简单、靶标广泛；稳定性强；分子量小、体积小；易修饰；具有操作简单、灵敏度高、选择性好、特异性强、检测成本低等优点,［5］同时适配子在靶向结合时发生的重要构象变化为新型生物传感器的设计提供了极大的灵活性。原则上，对于任何给定的靶标，适体可以从小分子到蛋白质甚至细胞进行体外选择，从而使得开发各种基于适体的生物传感器成为可能。［6］并且核酸传感器识别元件的优势使其可以替代常用的抗体生物传感器识别元件。核酸适配体已经广泛地应用于食品中蛋白质、霉菌毒素等方面的检测，对于控制赭曲霉毒素A，提高食品安全质量，保证人类健康有着重要作用。
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国内外发展现状
- 国内现用技术
目前，中国OTA检测主要以传统仪器法为主,包括色谱法、质谱法、气相色谱法－质谱联用技术、液相色谱－质谱联用技术、高效液相色谱－荧光、免疫亲和柱层析净化等。这些传统的检测方法往往比较繁琐，检测周期长，且需要专业的操作人员等，在一定程度上限制了它们在OTA检测中的实际应用。［7］
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- 国内外现有标准
国内：中国国家标准GB2715-2005《粮食卫生标准》对谷物、豆类中的赭曲霉毒素A限量为le;5.0mu;g/kg。国外：食品法典委员会（CAC）对小麦、大麦、黑麦等谷物及其产品中赭曲霉毒素A限量为le;5.0mu;g/kg 。欧盟委员会（EU）对原粮中赭曲霉毒素A的限量沿用了CAC的限量规定，对谷物产品中的赭曲霉毒素A则进一步严格限量至le;3.0mu;g/kg 。［8］
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